CN107665060B - 显示装置以及栅极驱动器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了显示装置以及栅极驱动器电路。该显示装置包括：显示面板(100)，显示面板(100)被划分成每个都包括多行像素(11)的多个块(B1，…，BM)，显示面板(100)被配置成以在两个显示周期(Td1，Td2)之间插入有触摸感测周期(Tt1)的时分方式来被驱动，这两个显示周期(Td1，Td2)对应于该多个块(B1，…，BM)中的两个相邻块(B1，B2)；显示驱动电路(102，104，106)；以及触摸感测单元(110)，触摸感测单元(110)被配置成接收用于使显示驱动电路(102，104，106)与触摸感测单元(110)同步的同步信号(Tsync)，其中，该显示装置被配置成每隔预定量的时间改变同步信号(Tsync)以使插入于这两个显示周期(Td1，Td2)之间的触摸感测周期(Tt1)移位。

Description

显示装置以及栅极驱动器电路
对相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月28日提交的韩国专利申请第10-2016-0095964号的权益，其全部内容出于所有目的而通过引用被合并到本文中，如同在本文中充分阐述一样。
技术领域
本公开内容涉及其中在显示面板中嵌入有触摸传感器和像素的显示装置以及该显示装置的栅极驱动器电路。
背景技术
用户界面(UI)被配置成使得用户能够与各种电子装置通信并且能够根据需要容易且舒适地控制电子装置。UI的示例包括小键盘、键盘、鼠标、屏幕上显示(OSD)以及具有红外通信功能或射频(RF)通信功能的遥控器。用户界面技术不断扩展以提高用户的灵敏度和处理方便。UI最近被开发成包括触摸UI、语音识别UI、3D UI等。
触摸UI使用在显示面板上实现的触摸屏来感测触摸输入，并将触摸输入传送至电子装置。在诸如智能手机的便携式信息装置中已经采用了触摸UI，并且触摸UI的使用已被扩展到包括在计算机监视器和家用电器中的使用。
近来，用于实现触摸屏的技术已经被应用于使用将触摸传感器嵌入在显示面板的像素阵列中的技术(以下称为“单元内(in-cell)触摸传感器技术”)的各种显示装置。触摸传感器可以被实现为基于触摸输入之前和之后的电容的变化来感测触摸输入的电容式触摸传感器。
在单元内触摸传感器技术中，触摸传感器可以安装在显示面板中而不增大显示面板的厚度。如图1所示，在单元内触摸传感器技术中，可以对用于向液晶显示器的像素提供公共电压Vcom的公共电极进行划分以形成触摸传感器电极(包括例如图1所示的触摸传感器电极C1至C4)。触摸传感器电极(包括例如C1至C4)连接至传感器线SL。由于触摸传感器C被嵌入在显示面板的像素阵列中，所以触摸传感器C通过寄生电容与像素耦合。为了减少可归因于单元内触摸传感器技术中的像素与触摸传感器C之间的耦合的信号干扰(例如，串扰)，一个帧周期在时间上被划分成显示周期和触摸感测周期。单元内触摸传感器技术在显示周期期间向触摸传感器电极(包括例如C1至C4)提供像素的参考电压(即，公共电压Vcom)，而在触摸感测周期期间驱动触摸传感器C并感测触摸输入。
显示装置包括向显示面板的数据线提供数据电压的数据驱动器、向显示面板的栅极线提供栅极脉冲(也称为扫描脉冲)的栅极驱动器(也称为栅极驱动器电路或扫描驱动器)以及驱动触摸传感器的触摸感测单元(也称为触摸感测电路或触摸驱动器电路)。
栅极驱动器使用移位寄存器将施加至栅极线的栅极脉冲依次移位。栅极脉冲与输入图像的数据电压(即，像素电压)同步，并且依次选择要以数据电压充电的各个像素。移位寄存器包括级联连接的级。移位寄存器的级接收开始信号或者接收从前一级接收到的进位信号作为开始信号，并且在时钟被输入时生成输出。
显示装置的屏幕可以被划分成两个或更多个块，并且触摸感测周期可以在一个块的驱动时间与另一个块的驱动时间之间分配。例如，在第一显示周期期间，可以驱动第一块的像素，并且可以将第一块的数据更新成当前帧数据。在第一显示周期之后的触摸感测周期期间，可以感测触摸输入。在触摸感测周期之后的第二显示周期期间，可以驱动第二块的像素，并且可以将第二块的数据更新成当前帧数据。然而，这种方法可能使提供给栅极线的栅极脉冲的输出特性劣化，并因此导致显示装置的图像质量降低。
例如，在紧接在触摸感测周期之后被驱动的第二块中，由于漏电流，在触摸感测周期期间，在移位寄存器的输出第一栅极脉冲的级处的Q节点的电压可能被放电。由于该级的Q节点连接至上拉晶体管的栅极，所以可能产生Q节点的电压的降低，并且可能使得接通上拉晶体管的自举操作未完成。因此，由于上拉晶体管而导致其电压升高的栅极脉冲不升高至正常电压电平。结果，由于当第二块的像素开始被驱动时而生成的第一栅极脉冲的电压降低，布置在第二块的第一行上的像素的亮度可能减小，图像质量降低例如线暗淡并且可能出现。在前一级的输出作为进位信号被输入至下一级的开始信号输入端子的移位寄存器中，在触摸感测周期之后生成第一栅极脉冲的级的输出特性的降低导致在第一栅极脉冲之后生成的所有栅极脉冲的电压降低。此外，在第一栅极脉冲之后不生成栅极脉冲。
在单元内触摸传感器技术中，触摸感测周期和在触摸感测周期之后的显示周期在每个帧周期中是固定的。因此，在栅极驱动器的移位寄存器处，其Q节点在触摸感测周期期间被充电的级的位置总是相同的。在移位寄存器的每个级中，上拉晶体管的栅极连接至Q节点。结果，连接至移位寄存器的级(其中每个级由于触摸感测周期而暂时停止操作)中的Q个节点的上拉晶体管与其他级的上拉晶体管相比接收较多的DC栅极偏置应力。在金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)结构的晶体管中，DC栅极偏置应力使晶体管劣化，导致晶体管的阈值电压或输出特性变化。
当在包括单元内触摸传感器的显示装置中将一个帧周期时间上划分成显示周期和触摸感测周期时，会产生线在屏幕的特定位置可见的线暗淡现象。在包括单元内触摸传感器的显示装置中，输出栅极脉冲的移位寄存器在触摸感测周期期间将Q节点保持在充电状态。因此，上拉晶体管的DC栅极偏置应力增大。由于DC栅极偏置应力，移位寄存器的可靠性降低，并且移位寄存器的寿命缩短。
发明内容
本公开内容提供采用单元内触摸传感器技术的显示装置以及该显示装置的栅极驱动器电路，其能够提高图像质量，提高移位寄存器的可靠性并且增加移位寄存器的寿命。
各个实施方式提供了一种显示装置，包括：显示面板，显示面板被划分成每个都包括多行像素的多个块，显示面板被配置成以在两个显示周期之间插入有触摸感测周期的时分方式来被驱动，所述两个显示周期对应于所述多个块中的两个相邻块；显示驱动电路；以及触摸感测单元，触摸感测单元被配置成接收用于使显示驱动电路与触摸感测单元同步的同步信号，其中，显示装置被配置成每隔预定量的时间改变同步信号以使插入于两个显示周期之间的触摸感测周期移位。
在一个或更多个实施方式中，预定量的时间是一个帧周期。
在一个或更多个实施方式中，在第一帧周期之后的第二帧周期中，触摸感测周期的起点被移位至与第一帧周期中的触摸感测周期的起点相比较迟的时间点，并且在第二帧周期之后的第三帧周期中，触摸感测周期的起点对应于第一帧周期中的触摸感测周期的起点。
在一个或更多个实施方式中，在第一帧周期之后的第二帧周期中，触摸感测周期的起点被移位至与第一帧周期中的触摸感测周期的起点相比较迟的时间点，并且在第二帧周期之后的第三帧周期中，触摸感测周期的起点被移位至与第二帧周期中的触摸感测周期的起点相比较迟的时间点。
在一个或更多个实施方式中，作为同步信号的改变的结果，多个块中的相邻块之间的边界每隔预定量的时间而改变。
在一个或更多个实施方式中，显示装置还包括时序控制器，时序控制器被配置成限定显示周期和触摸感测周期并生成同步信号。
在一个或更多个实施方式中，显示装置还包括多个触摸传感器，其中，触摸感测单元被配置成在触摸感测周期期间响应于同步信号来驱动触摸传感器。
在一个或更多个实施方式中，显示驱动电路包括栅极驱动器，栅极驱动器包括移位寄存器，移位寄存器被配置成接收开始信号和移位时钟，并且将栅极脉冲依次输出至显示装置的栅极线。
在一个或更多个实施方式中，移位寄存器包括多个级，每个级包括上拉晶体管、下拉晶体管、被配置成控制上拉晶体管的第一控制节点、被配置成控制下拉晶体管的第二控制节点、以及被配置成控制第一控制节点和第二控制节点的充电和放电的控制器。
在一个或更多个实施方式中，每个级被配置成：响应于被输入至该级的开始信号输入端子的开始信号或者从前一级接收到的进位信号而对第一控制节点进行预充电，并且当移位时钟被输入时将该级的输出端子的电压增大至栅极高电压，从而开始输出栅极脉冲。
在一个或更多个实施方式中，作为同步信号的改变的结果，其第一控制节点在触摸感测周期期间被充电的级的位置每隔预定量的时间而改变。
在一个或更多个实施方式中，每个级包括放电阻断电路，放电阻断电路配置成在第一控制节点的充电期间对位于第一控制节点的放电路径中的放电阻断节点进行充电以阻断第一控制节点的放电路径，并且在第一控制节点的放电期间对放电阻断节点进行放电以形成第一控制节点的放电路径。
各个实施方式提供了一种驱动显示装置的方法，所述显示装置包括显示面板、显示驱动电路和触摸感测单元，显示面板被划分成每个都包括多行像素多个块，所述方法包括：以在两个显示周期之间插入有触摸感测周期的时分方式来驱动所述多个块，所述两个显示周期对应于所述多个块中的两个相邻块；由触摸感测单元接收用于使显示驱动电路与触摸感测单元同步的同步信号；以及每隔预定量的时间改变同步信号以使插入于两个显示周期之间的触摸感测周期移位。
在一个或更多个实施方式中，该方法还包括在第一控制节点的充电周期期间对位于第一控制节点的放电路径中的放电阻断节点进行充电以阻断第一控制节点的放电路径，而在第一控制节点的放电期间对放电阻断节点进行放电以形成第一控制节点的放电路径。
本文中关于显示装置所描述的实施方式可以类似地应用于驱动显示装置的方法，反之亦然。
附图说明
附图示出了本公开内容的实施方式并且连同说明书一起用于说明本公开内容的原理，附图被包括以提供本公开内容的进一步的理解并且被合并在该申请中且构成该申请的一部分。在附图中：
图1是示出了根据相关技术的触摸感测电极和触摸感测单元的图案的平面图；
图2和图3是根据实施方式的显示装置的框图；
图4示出了单元内触摸传感器的平面布局以及触摸感测单元的电路配置；
图5示出了板内栅极(GIP)电路分别被布置在显示面板的两侧上的示例；
图6示意性示出了被布置在相邻块之间的边界处的GIP电路的一部分；
图7是示出了根据实施方式的显示装置的驱动信号的波形图；
图8是根据实施方式的栅极驱动器电路的电路图；
图9是示出了图8所示的栅极驱动器电路的操作的波形图；
图10A和图10B示出了每隔预定量的时间将触摸感测周期和显示周期移位的示例；
图11示出了以在其之间插入有触摸感测周期的方式来被时分驱动的块之间的边界由于触摸感测周期和显示周期的移位而被移位的示例；
图12A和图12B是示出了当触摸感测周期和显示周期被移位时移位寄存器的Q节点的电压的波形图；
图13示出了由于触摸感测周期而导致的栅极脉冲之间的延迟时间差；
图14是示出了限定显示周期和触摸感测周期的同步信号以及当同步信号变化时移位寄存器的Q节点的电压变化的波形图；
图15是示出了同步信号根据操作模式而改变的波形图；
图16是示出在手指触摸模式下生成的同步信号的波形图；以及
图17详细示出了一个帧周期。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的实施方式，在附图中示出了这些实施方式的示例。在任何可能的情况下，将贯穿附图使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。将省略已知技术的详细描述，因为如果这样会误导本发明的实施方式。
根据本文中的实施方式的显示装置会被实现为平板显示器，例如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器。在下面的描述中，将使用液晶显示器作为平板显示器的示例来描述实施方式。然而，实施方式不限于此，并且可以使用其他类型的平板显示器。例如，根据本发明的实施方式的显示装置可以被实现为可应用单元内触摸传感器技术并且要求栅极驱动器电路的任意显示装置。
根据实施方式的栅极驱动器电路的开关元件可以被实现为n型或p型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)结构的晶体管。在本文公开的实施方式中，通过示例描述了n型晶体管。然而，实施方式不限于此，并且可以使用其他类型的晶体管。晶体管是包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极是用于向晶体管提供载流子的电极。晶体管内部的载流子开始从源极流出。漏极是载流子从其离开晶体管的电极。即，MOSFET中的载流子从源极流向漏极。在n型MOSFET(NMOS)的情况下，由于载流子是电子，所以源极电压小于漏极电压，使得电子可以从源极流向漏极。在n型MOSFET中，由于电子从源极流向漏极，所以电流从漏极流向源极。在p型MOSFET(PMOS)的情况下，由于载流子是空穴，所以源极电压大于漏极电压，使得空穴能够从源极流向漏极。在p型MOSFET中，由于空穴从源极流向漏极，所以电流从源极流向漏极。在本文公开的实施方式中，MOSFET的源极和漏极不固定。例如，MOSFET的源极和漏极会根据所施加的电压而变化。下面的实施方式被限于晶体管的源极和漏极。
根据实施方式的触摸传感器可以被实现为能够被嵌入在像素阵列中的电容式触摸传感器，例如互电容触摸传感器或自电容触摸传感器。在下面的描述中，将使用自电容触摸传感器作为示例来描述实施方式。然而，实施方式不限于此，并且也可以使用其他类型的触摸传感器。
参照图2和图3，根据实施方式的显示装置包括显示面板100、显示驱动电路和触摸感测单元110。
显示面板100的一个帧周期可以在时间上被划分成一个或更多个显示周期和一个或更多个触摸感测周期，以驱动共同嵌入在像素阵列中的单元内触摸传感器和像素11(参见图4)。显示面板100的屏幕(即，像素阵列)以两个或更多个块被时分驱动。每个块包括显示面板100上的两行或更多行。显示面板100的每行包括与水平分辨率相同数量的水平布置的像素。显示面板100的相邻块在显示周期中被时分驱动，显示周期通过插入于其之间的触摸感测周期而彼此分隔开，触摸传感器在触摸感测周期中被驱动。
块不需要物理上分离。图2示出了显示面板100的屏幕被划分成两个块B1和B2的示例。图3示出了显示面板100的屏幕被划分成M个块B1至BM的示例，其中M是等于或大于3的正整数。显示面板100的各块以在其之间插入有触摸感测周期的方式来被时分驱动。例如，在第一显示周期期间，驱动第一块B1的像素11，并且将当前帧数据写入像素11。在第一显示周期之后的第一触摸感测周期期间，感测整个屏幕的触摸输入。在第一触摸感测周期之后的第二显示周期期间，驱动第二块B2的像素11，并且将当前帧数据写入像素11。
实施方式每隔预定量的时间将显示周期和触摸感测周期移位。预定量的时间可以是显示装置的一个帧周期，但不限于此。输出栅极脉冲(其如图7所示被施加至第(N-1)栅极线和第N栅极线)的栅极驱动器104的沟道位置每隔预定量的时间在触摸感测周期与显示周期之间的边界处改变。因此，根据实施方式的显示装置将施加至栅极驱动器104的上拉晶体管的应力分配给多个级，从而减小上拉晶体管的应力。结果，实施方式可以提高栅极驱动器104的可靠性并增加寿命，并且可以防止块之间的边界可见的线暗淡现象。
显示面板100的屏幕包括在其上再现输入图像的像素阵列。像素阵列包括形成在由m条数据线S1至Sm和n条栅极线G1至Gn限定的像素区域中的m×n个像素，其中，m和n为正整数。像素可以包括红色(R)子像素、绿色(G)子像素和蓝色(B)子像素以实现颜色。除了R子像素、G子像素和B子像素之外，像素还可以包括白色子像素。像素还可以包括青色(C)子像素、品红色(M)子像素和黄色(Y)子像素中的至少一种。
显示面板100的像素阵列可以包括薄膜晶体管(TFT)阵列和滤色器阵列。TFT阵列可以形成在显示面板100的下板处。TFT阵列包括形成在数据线S1至Sm和栅极线G1至Gn的交叉处的TFT、以数据电压充电的像素电极、连接至像素电极并保持数据电压的存储电容器Cst等。TFT阵列显示输入图像。子像素每个可以各自包括TFT、像素电极和存储电容器。可以根据显示装置的驱动特性来改变像素的结构。
显示面板100的TFT阵列还包括触摸传感器电极C1至Ci(包括例如图4所示的触摸传感器电极C1至C4)以及连接至触摸传感器电极C1至Ci的传感器线L1至Li(例如包括连接至图4所示的触摸传感器电极C1至C4的传感器线L1至L4)，其中，“i”是小于m和n的正整数。触摸传感器电极C1至Ci(包括例如C1至C4)可以使用用于划分连接至多个像素11的公共电极的方法来实现。一个触摸传感器电极共同地连接至多个像素11并形成一个触摸传感器。因此，触摸传感器在显示周期期间通过触摸传感器电极向像素11提供相同电平的公共电压Vcom。在每个触摸感测周期期间中，触摸感测单元110驱动所有触摸传感器并感测显示面板100的整个屏幕的触摸输入。
嵌入在像素阵列中的触摸传感器可以被实现为电容式触摸传感器。每个电容式触摸传感器可以具有电容。电容可以被划分成自电容或互电容。可以沿着沿一个方向形成的单层的导线形成自电容，以及可以在彼此垂直的两条导线之间形成互电容。图4通过示例示出了自电容触摸传感器。然而，实施方式不限于此。
显示面板100的上板可以包括形成在上基板处的滤色器阵列。滤色器阵列包括黑色矩阵、滤色器等。在COT(TFT上的滤色器)或TOC(滤色器上的TFT)的情况下，TFT阵列可以包括滤色器和黑色矩阵。
显示驱动电路包括数据驱动器102、栅极驱动器104和时序控制器106。显示驱动电路在显示周期期间将输入图像的数据写入显示面板100的像素11，它们以在其之间插入有触摸感测周期的方式来被时分驱动。
在显示周期期间，数据驱动器102将从时序控制器106接收到的输入图像的数字视频数据转换成伽马补偿电压，并通过输出通道输出数据电压。从数据驱动器102输出的数据电压在显示周期期间被提供给数据线S1至Sm。
在触摸感测周期期间，数据驱动器102的输出通道可以与数据线S1至Sm分离，并且可以保持高阻抗状态。由于TFT在触摸感测周期期间未被接通，所以存储在像素11的电容器中的数据电压不被放电，从而被保持。
复用器(未示出)可以被布置在数据驱动器102和数据线S1至Sm之间。复用器可以形成在显示面板100的基板上，或者可以与数据驱动器102一起集成到驱动器集成电路(IC)中。复用器可以在时序控制器106的控制下将从数据驱动器102接收的数据电压分配给数据线S1至Sm。例如，1对2复用器可以在时间上对通过数据驱动器102的一个输出通道输入的数据电压进行划分，并将时间上划分的数据电压提供给两条数据线S1和S2。因此，使用1对2复用器可以将驱动器IC的输出通道的数量减少一半。
栅极驱动器104使用移位寄存器将栅极脉冲(也称为扫描脉冲)依次提供给栅极线G1至Gn。移位寄存器根据移位时钟的时序使栅极脉冲移位，并且将栅极脉冲提依次供给栅极线G1至Gn。栅极脉冲在栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间摆动。栅极高电压VGH大于像素阵列中包括的TFT的阈值电压。栅极低电压VGL小于像素阵列中包括的TFT的阈值电压。
像素阵列的TFT响应于栅极脉冲的栅极高电压VGH而接通，并将数据线S1至Sm的数据电压提供给像素电极。移位寄存器包括级联连接的级。
更具体地，移位寄存器包括级联连接的并根据移位时钟时序使输出移位的级。每个级响应于Q节点的电压将栅极脉冲输出至显示面板100的栅极线G1至Gn，并将进位信号发送至下一级。进位信号可以作为栅极脉冲或单独的信号被输出。响应于开始信号或来自前一级的进位信号而对Q节点进行充电，并对上拉晶体管的栅极进行预充电。当Q节点在预充电状态下接收到移位时钟时，Q节点通过上拉晶体管的栅极和漏极之间的寄生电容而自举。当Q节点的电压由于自举而上升时，上拉晶体管接通。因此，输出端子的电压上升至栅极高电压VGH，并且开始输出栅极脉冲。栅极脉冲被施加至栅极线G1至Gn，并且同时接通被提供有数据电压的线的TFT。
在触摸感测周期内移位时钟不被输入至移位寄存器，使得栅极脉冲不从栅极驱动器104的移位寄存器输出。结果，栅极驱动器104在触摸感测周期期间不输出栅极脉冲。
栅极驱动器104的移位寄存器可以与TFT阵列一起被安装在显示面板100的基板上。以下，将安装在显示面板100的基板上的移位寄存器称为“板内栅极(GIP)电路”。
时序控制器106将从主机系统(未示出)接收的输入图像的数字视频数据发送至数据驱动器102。时序控制器106接收与输入图像的数据同步的时序信号，例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和主时钟MCLK。时序控制器106基于时序信号生成用于控制数据驱动器102的操作时序的数据时序控制信号和用于控制栅极驱动器104的操作时序的栅极时序控制信号。
栅极时序控制信号包括开始信号VST、移位时钟CLK、输出使能信号GOE等。在GIP电路中可以省略输出使能信号GOE。开始信号VST被输入至栅极驱动器104的移位寄存器的第一级的开始信号输入端子，并且控制在一个帧周期中首先生成的第一栅极脉冲的输出时序。在显示周期期间依次生成移位时钟CLK，以控制每个级中的栅极脉冲的输出时序并且控制每个级中的栅极脉冲的移位时序。在触摸感测周期中不生成移位时钟CLK。当在触摸感测周期中生成移位时钟CLK时，施加至像素11的数据电压会被放电，或者在屏幕上会出现不期望的噪声。输出使能信号GOE控制栅极驱动器104的输出时序。
当栅极驱动器104被实现为GIP电路时，由时序控制器106生成的栅极时序控制信号通过电平移位器(未示出)被转换成在栅极高电压VGH和栅极低电压VGL之间摆动的电压，并被输入至GIP电路。因此，被输入至GIP电路的开始信号VST和移位时钟CLK在栅极高电压VGH和栅极低电压VGL之间摆动。
主机系统可以是电视系统、机顶盒、导航系统、DVD播放器、蓝光播放器、个人计算机(PC)、家庭影院系统、电话系统以及包括显示器或与显示器一起操作的其他系统中之一。主机系统包括嵌入有定标器的片上系统(SoC)，并将输入图像的数字视频数据转换成适合于将该输入图像显示在显示面板100上的格式。主机系统将输入图像的数字视频数据和时序信号Vsync、Hsync、DE和MCLK发送至时序控制器106。主机系统执行与从触摸感测单元110接收的触摸输入的坐标信息(例如，X-Y坐标点)相关联的应用程序。
时序控制器106或主机系统限定显示周期和触摸感测周期，并且生成用于使显示驱动电路(102，104和106)与触摸感测单元110同步的同步信号Tsync。实施方式每隔预定量的时间改变同步信号Tsync，并且改变触摸感测周期和在触摸感测周期之后的显示周期。因此，实施方式将其Q节点被充电的级的应力分配给其他级，从而提高移位寄存器的可靠性。实施方式提高了移位寄存器的可靠性并且减小了栅极脉冲在显示周期和触摸感测周期之间的延迟时间的差异。结果，实施方式可以提高栅极驱动器104的可靠性并增加寿命，并且可以提高显示装置的图像质量，使得线暗淡在屏幕的块之间的边界处不可见。
触摸感测单元110在触摸感测周期期间响应于从时序控制器106或主机系统接收到的同步信号Tsync来驱动触摸传感器。触摸感测单元110在触摸感测周期期间将触摸驱动信号提供给传感器线L1至Li并且感测触摸输入。触摸感测单元110将根据触摸输入的存在或不存在而变化的触摸传感器的电容的变化与预定阈值进行比较。当触摸传感器的电容的变化等于或大于预定阈值时，触摸感测单元110将触摸传感器确定为触摸输入，并且计算触摸输入的位置的坐标。触摸感测单元110将触摸输入位置的坐标信息发送至主机系统。
图4示出了单元内触摸传感器的平面布局以及触摸感测单元的电路配置。
参照图4，触摸传感器电极C1至Ci中的每一个可以形成为多个像素11的公共电极的分割图案。
触摸感测单元110包括多个复用器111、多个感测电路112和微控制器单元(MCU)113。
每个复用器111在MCU 113的控制下选择要连接至相应的感测电路112的k条连续的传感器线，其中，k是等于或大于2的正整数。每个复用器111可以在MCU 113的控制下向k条传感器线提供公共电压Vcom。每个复用器111将k条传感器线依次连接至感测电路112的通道，从而减少感测电路112的通道数量。例如，如图4所示，前四条传感器线L1至L4可以连接至第一复用器111，第一复用器111可以连接至第一感测电路112，接下来的四条传感器线L5至L8可以连接至下一个复用器111，下一个复用器111可以连接至下一个感测电路112，等等，并且最后四条传感器线L(i-3)至Li可以连接至最后一个复用器111，最后一个复用器111可以连接至最后一个感测电路112。也就是说，在该示例中，在k＝4的情况下，触摸传感器电极Ci和传感器线Li的数量i可以是4的倍数，并且复用器111和感测电路112的数量可以是i/k＝i/4。
感测电路112放大并整合经由复用器111接收的触摸传感器信号的电荷量，并将其转换成数字数据，从而检测触摸传感器的电容的变化。感测电路112包括对所接收的触摸传感器信号进行放大的放大器、累积放大器的输出电压的积分器和将积分器的电压转换成数字数据的模数转换器(ADC)。感测电路112将从ADC输出的数字数据作为触摸原始数据发送至MCU 113。
MCU 113控制复用器111并将传感器线L1至Li连接至感测电路112。MMC 113将从感测电路112接收的触摸原始数据与预定阈值进行比较并确定触摸输入。MCU 113执行预先设置的触摸感测算法并且计算每个触摸输入的位置的坐标。MCU 113生成触摸坐标数据(例如，在X轴和Y轴上)，并将触摸坐标数据XY发送至主机系统。
图5示出了GIP电路分别被布置在显示面板的两侧的示例。图6示意性地示出了被布置在相邻块之间的边界处的GIP电路的一部分。
参照图5和图6，栅极驱动器104可以被实现为在显示面板100的其上形成有像素阵列的下基板上的GIP电路。可替代地，栅极驱动器104可以被实现为单独的IC并且被附接至显示面板100的下基板。
GIP电路可以被布置在显示面板100的一个边缘处，或者可以被布置在显示面板100的两个边缘处，如图5所示。如图5所示，GIP电路GIP_L和GIP_R各自包括在时序控制器106的控制下将栅极脉冲依次移位的移位寄存器。
GIP电路GIP_L和GIP_R的晶体管可以包括以下中至少之一：包括非晶硅(a-Si)的TFT、包括氧化物半导体的氧化物晶体管或包括LTPS的低温多晶硅(LTPS)晶体管。
第一GIP电路GIP_L被布置在像素阵列的左侧外侧。第一GIP电路GIP_L可以连接至像素阵列中的奇数编号的栅极线G1、G3、...、Gn-1，并且可以将栅极脉冲依次输出至奇数编号的栅极线G1、G3、...、Gn-1。第二GIP电路GIP_R被布置在像素阵列的右侧外侧。第二GIP电路GIP_R的移位寄存器可以连接至像素阵列中的偶数编号的栅极线G2、G4、...、Gn，并且可以将栅极脉冲依次输出至偶数栅极线G2、G4、...、Gn。可替代地，第二GIP电路GIP_R可以连接至奇数编号的栅极线，而第一GIP电路GIP_L可以连接至偶数编号的栅极线。
如上所述，GIP电路GIP_L和GIP_R中的每一个包括接收开始信号VST和移位时钟CLK并依次输出栅极脉冲的移位寄存器。
移位寄存器的每个级包括上拉晶体管、下拉晶体管、控制上拉晶体管的Q节点、控制下拉晶体管的QB节点以及控制Q节点和QB节点的充电和放电的控制器。每个级响应于被输入至开始信号输入端子的开始信号或从前一级接收到的进位信号而对Q节点进行预充电，并且当移位时钟被输入时将输出端子的电压增大至栅极高电压VGH，从而开始输出栅极脉冲。
控制器控制QB节点的充电时序和放电时序。控制器响应于温度传感器的输出信号而在低温环境中增大栅极高电压VGH，并且可以在低温下补偿晶体管的导通电流的降低。由于控制器可以被实现为任何已知的电路，因此省略对控制器的详细的电路配置和操作的描述。
参照图6，级S(N-1)至S(N+2)被级联连接，并且根据移位时钟CLK(N-1)至CLK(N+2)的时序将栅极脉冲依次移位。级S(N-1)至S(N+2)中的每一个包括被提供有开始信号VST或来自前一级的进位信号CAR(N-2)至CAR(N+1)的VST端子、栅极脉冲Vout(N-1)至Vout(N+2)和进位信号CAR(N-1)至CAR(N+2)被输出至的输出端子、被提供有VNEXT信号的VNEXT端子(其中，VNEXT信号对应于下一级的进位信号CAR(N)至CAR(N+3))、被提供有移位时钟CLK(N-1)至CLK(N+2)的CLK端子等。图6通过示例示出了与每个级对应的栅极脉冲Vout和进位信号CAR彼此分离。然而，由于从各级输出的栅极脉冲Vout(N-1)、Vout(N)、Vout(N+1)和Vout(N+2)可以作为下一级的进位信号被发送，所以各级的输出方法不限于图6。
根据实施方式的显示装置每隔预定量的时间将触摸感测周期和显示周期移位。在GIP电路中，在触摸感测周期期间Q节点处于充电状态的级的应力(即，上拉晶体管的DC栅极偏置应力)相对大于其他级的应力。根据实施方式的显示装置通过每隔预定量的时间将触摸感测周期和显示周期移位将上拉晶体管的应力分配给多个级。例如，根据实施方式的显示装置可以使用同步信号Tsync在第(N-1)级S(N-1)的输出时序和第N级S(N)的输出时序之间分配第一帧周期的触摸感测周期，并且然后可以使用步信号Tsync在第(N+1)级S(N+1)的输出时序和第(N+2)级S(N+2)的输出时序之间分配第二帧周期的触摸感测周期。
图7是示出了根据实施方式的显示装置的驱动信号的波形图。在图7中，“栅极”是施加至栅极线G1至Gn的电压，“数据”是施加至数据线S1至Sm的电压，Vcom是施加至触摸传感器电极的电压。
参照图7，一个帧周期可以在时间上被划分成显示周期Td1和Td2以及触摸感测周期Tt1和Tt2。一个帧周期可以是从一个垂直同步脉冲到下一个垂直同步脉冲(未示出)的时间。在显示周期Td1和Td2之间分配一个触摸感测周期。在第一显示周期Td1期间，显示驱动电路(102，104和106)将当前帧数据写入第一块B1的像素(例如，图5所示的块B1)，并将在第一块B1上再现的图像更新成当前帧数据。
在第一显示周期Td1期间，除了第一块B1之外的其余块B2(例如，图5所示的块B2)保持先前帧数据，并且触摸感测单元110不驱动触摸传感器。随后，在第一触摸感测周期Tt1期间，触摸感测单元110使用触摸传感器驱动信号依次驱动所有触摸传感器，感测触摸输入，生成包括每个触摸输入的坐标信息和识别信息的触摸报告，并且将该触摸报告发送至主机系统。
随后，在第二显示周期Td2期间，显示驱动电路(102，104和106)将当前帧数据写入第二块B2的像素，并将在第二块B2上再现的图像更新成当前帧数据。在第二显示周期Td2期间，第一块B1保持当前帧数据，并且触摸感测单元110不使用触摸传感器驱动信号驱动触摸传感器。随后，在第二触摸感测周期Tt2期间，触摸感测单元110使用触摸传感器驱动信号依次驱动所有触摸传感器，感测触摸输入，生成包括每个触摸输入的坐标信息和识别信息的触摸报告，并且将该触摸报告发送至主机系统。
在触摸感测周期Tt1和Tt2期间，触摸感测单元110通过传感器线L1至Li将传感器驱动信号提供给触摸传感器，检测触摸传感器在触摸输入之前和之后的电容的变化，将触摸传感器的电容的变化与阈值电压进行比较，并确定触摸输入。
在每个触摸感测周期中，触摸感测单元110将触摸输入的坐标信息发送至主机系统。因此，触摸报告速率大于帧速率。帧速率是一帧的图像被写入像素阵列的帧频率。触摸报告速率是生成触摸输入的坐标信息的速率。随着触摸报告速率增大，触摸输入的坐标识别速率也增大。结果，提高了触摸灵敏度。
单元内触摸传感器技术基于触摸传感器来划分显示面板100的像素的公共电极，并且使用所划分的公共电极作为触摸传感器的电极。例如，当如上所述使用液晶显示器时，单元内触摸传感器技术划分公共电极，并且使用所划分的公共电极图案作为图2和图3所示的自电容触摸传感器的电极。由于触摸传感器与像素耦合，所以像素和触摸传感器之间的寄生电容增大。由于像素和触摸传感器通过寄生电容彼此耦合，所以像素和触摸传感器会电学上彼此不利地影响。因此，像素和触摸传感器被时分驱动。即使使用时分驱动方法，触摸传感器的触摸灵敏度和触摸识别精确度也会由于显示面板100的寄生电容而降低。
在触摸感测周期Tt1和Tt2期间，数据驱动器102可以将具有与传感器驱动信号相同的相位和相同的电压的AC信号(本文称为无负载驱动(LFD)信号)提供给数据线S1至Sm，以减少像素11和触摸传感器之间的寄生电容。当数据线S1至Sm与触摸传感器之间的寄生电容的两端之间没有电压差时，寄生电容的大小减小。因此，当传感器驱动信号被提供给触摸传感器时，如果将具有与传感器驱动信号相同的相位和相同的电压的LFD信号提供给数据线S1至Sm，则可以减小数据线S1至Sm与触摸传感器之间的寄生电容的大小。
以与数据驱动器102相同的方式，在触摸感测周期Tt1和Tt2期间，栅极驱动器104可以将具有与传感器驱动信号相同的相位和相同的电压的LFD信号提供给栅极线G1至Gn，以减小像素11和触摸传感器之间的寄生电容。当栅极线G1至Gn与触摸传感器之间的寄生电容的两端之间没有电压差时，寄生电容的大小减小。因此，当传感器驱动信号被提供给触摸传感器时，如果将具有与传感器驱动信号相同的相位和相同的电压的LFD信号提供给栅极线G1至Gn，则可以减小栅极线G1至Gn与触摸传感器之间的寄生电容的大小。
触摸感测单元110可以通过向除了连接至感测当前触摸输入的触摸传感器的传感器线之外的传感器线提供LFD信号来减小传感器线之间的寄生电容。
当具有与传感器驱动信号相同的相位的LFD信号被提供给显示面板100的数据线S1至Sm和栅极线G1至Gn以及当前未连接的触摸传感器时，在触摸感测周期Tt1和Tt2期间，显示面板100的寄生电容的电荷量会减小。这是因为寄生电容的电荷量可以通过减小寄生电容的两端之间的电压差来减小。由于触摸传感器的寄生电容的减小，所以触摸感测单元110可以提高传感器驱动信号的信噪比(缩写成SNR或S/N)，增大触摸感测单元110的操作裕度，以及提高触摸输入和触摸灵敏度。
在图7中，“第(N-1)条线”是被提供有像素的第(N-1)个块的最后一个栅极脉冲的第(N-1)条栅极线，“第N条线”是被提供有像素的第N个块的第一栅极脉冲的第N条栅极线，再次开始在触摸感测周期Tt1和Tt2之后驱动像素。实施方式每隔预定量的时间将触摸感测周期移位，并且每隔预定量的时间改变第(N-1)条线和第N条线的位置，以分配各级的应力。
GIP电路GIP_L和GIP_R的晶体管可以被制造为包括非晶硅(a-Si)的TFT。由于在关断状态下流动的a-Si TFT的漏电流(即，截止电流)高，所以在触摸感测周期期间，a-Si TFT增大了Q节点的放电量。由于放电，亮度在相邻块(例如，图5中的块B1和B2，或图3中的块B1至BM中的任意两个相邻块)之间的边界处降低，本文称为“线暗淡”的现象。
根据实施方式的栅极驱动器104可以包括放电阻断电路，其抑制在触摸感测周期之后要驱动的块中的输出第一栅极脉冲的级的Q节点的电压的延迟。由于在触摸感测周期期间Q节点的电压不会通过放电阻断电路被放电，所以以像素11的正常工作所需的电压生成在触摸感测周期之后生成的第一栅极脉冲。实施方式给移位寄存器的级增大放电阻断电路，从而防止在时间上将一个帧周期划分成显示周期和触摸感测周期时所产生的问题。例如，这些实施方式可以防止在触摸感测周期之后在屏幕上显示线，并且防止在触摸感测周期之后数据电压异常地向像素11充电。此外，根据本实施方式的显示装置每隔预定量的时间将显示周期和触摸感测周期移位，并且分配移位寄存器的上拉晶体管的应力，从而减小从移位寄存器输出的栅极脉冲之间的延迟时间的变化。因此，根据本实施方式的显示装置减少显示周期和触摸感测周期中的栅极脉冲的变化，以使整个屏幕上的像素的电荷特性均匀化，并因此能够提高图像质量。
图8是根据实施方式的移位寄存器的第N级的电路图。由于构成根据实施方式的移位寄存器的每个级的电路配置与图8所示的电路配置基本相同，所以省略其描述。图9是示出了图8所示的栅极驱动电路的操作的波形图。移位寄存器可以使用任何已知的电路，只要它是可应用于单元内触摸传感器技术的栅极驱动器电路的移位寄存器即可。移位寄存器的级电路不限于图8。然而，实施方式可以使用如图8所示的具有在触摸感测周期期间抑制Q节点的放电的功能的级电路。
参照图8和图9，根据实施方式的栅极驱动器电路包括通过级联连接的级依次输出栅极脉冲的移位寄存器。移位寄存器的第N级S(N)通过第一输出端子输出栅极脉冲Vgout，同时通过第二输出端子输出进位信号Vcout。第一输出端子连接至显示面板100的栅极线。第二输出端子不连接至栅极线而连接至下一级的VST端子。
第N级S(N)包括Q节点、QB节点、连接至Q节点和QB节点的切换电路等。Q节点是连接至上拉晶体管T3a和T3b的栅极的第一控制节点。QB节点是连接至下拉晶体管T4a和T4b的栅极的第二控制节点。
开关电路包括晶体管T1至T4d和放电阻断电路DBC。
第一晶体管T1响应于通过VST端子输入的开始信号或来自前一级的进位信号向Q节点提供高电位电电压VDD，并对Q节点进行预充电。高电位电压VDD可以被设置成栅极高电压VGH。第一晶体管T1包括连接至VST端子的栅极、通过VDD端子被提供有高电位电压VDD的漏极和连接至Q节点的源极。
第二晶体管和放电阻断电路DBC在Q节点和VSS1端子之间接通和关断放电路径。第二晶体管可以包括晶体管T2a和T2b，但不限于此。晶体管T2a响应于通过VNEXT端子从下一级接收的进位信号VNEXT而对Q节点进行放电。晶体管T2a包括连接至VNEXT端子的栅极、连接至Q节点的漏极和连接至放电阻断节点(下文称为“DB节点”)的源极。在第N级S(N)的情况下下一级可以是第(N+1)级或第(N+1)级至第(N+4)级中的一级。
晶体管T2b响应于QB节点的电压将Q节点连接至DB节点。晶体管T2b包括连接至QB节点的栅极、连接至Q节点的漏极和连接至DB节点的源极。DB节点存在于放电阻断电路DBC和晶体管T2a和T2b之间的放电路径上。DB节点在与Q节点被充电的同时由放电阻断电路DBC充电，并且在与Q节点被放电同时由放电阻断电路DBC放电。DB节点通过减少在触摸感测周期期间接通和关断Q节点的放电路径的晶体管T2a和T2b的漏极-源极电压来抑制Q节点的放电。
晶体管T3a是第一上拉晶体管，其根据在输入移位时钟CLK时升高的Q节点的电压Vq而导通，将移位时钟CLK的电压提供给第二输出端子，并且增大进位信号Vcout的电压。移位时钟CLK的电压(例如，移位时钟CLK的高电平)可以基本上等于栅极高电压VGH。晶体管T3a包括连接至Q节点的栅极、通过CLK端子输入移位时钟CLK的漏极和连接至第二输出端子的源极。
晶体管T3b是第二上拉晶体管，其根据输入移位时钟CLK时升高的Q节点的电压Vq而导通，将移位时钟CLK的电压提供给第一输出端子，并且增大栅极脉冲Vgout的电压。晶体管T3b包括连接至Q节点的栅极、通过CLK端子输入移位时钟CLK的漏极和连接至第一输出端子的源极。第一输出端子连接至显示面板100的栅极线。
Q节点由通过第一晶体管T1提供的高电位电压VDD以栅极高电压VGH进行预充电。随后，当移位时钟CLK被输入时，由于自举，Q节点的电压Vq增大了2VGH，并且接通上拉晶体管T3a和T3b。Q节点在QB节点的充电期间通过控制器80被放电，并保持关断状态。此外，在触摸感测周期期间，Q节点由于DB节点的充电电压Vdb不被放电并保持充电状态。
晶体管T4a是第一下拉晶体管，其响应于QB节点的电压Vqb而将第二输出端子的电压放电至第一低电位电压VSS1。晶体管T4a包括连接至QB节点的栅极、连接至第一输出端子的漏极和连接至被提供有第一低电位电压VSS1的VSS1端子的源极。
晶体管T4b是响应于QB节点的电压Vqb而将第一输出端子的电压放电至第二低电位电压VSS2的第二下拉晶体管。晶体管T4b包括连接至QB节点的栅极、连接至第一输出端子的漏极和连接至被提供有第二低电位电压VSS2的VSS2端子的源极。
第二低电位电压VSS2可以基本上等于栅极低电压VGL。第一低电位电压VSS1可以小于第二低电位电压VSS2。然而，实施方式不限于此。
QB节点在Q节点的充电期间提供控制器80被放电。QB节点在扫描周期期间被放电，并将下拉晶体管T4a和T4b控制在关断状态下(换句话说，QB节点可以将下拉晶体管T4a和T4b保持在关断状态，而QB节点处于放电状态)。QB节点在一帧周期的除了扫描周期之外的其余时间期间被充电，并将输出端子的电压放电至第二低电位电压VSS2。
控制器80可以使用逆变器电路根据Q节点的充电电压来对QB节点进行放电并且根据QB节点的充电电压来对Q节点进行放电。
放电阻断电路DBC在Q节点的充电周期期间对DB节点进行充电以阻断Q节点的放电路径，而在Q节点的放电周期期间对DB节点进行放电以形成Q节点的放电路径。根据移位时钟的输入，Q节点的充电周期包括Q节点的预充电周期和自举周期。Q节点的放电周期是Q节点被放电并且Q节点的电压Vq保持在第一低电位电压VSS1的周期。此外，QB节点的充电期间是QB节点被充电并且QB节点的电压Vqb保持在栅极高电压VGH的周期。QB节点的放电周期是QB节点被放电并且QB节点的电压Vqb保持在第一低电位电压VSS1的周期。
当DB节点利用高电位电压VDD被充电时，晶体管T2a和T2b的源极电压为栅极高电压VGH。当Q节点利用栅极高电压VGH被预充电同时DB节点利用栅极高电压VGH被充电时，通过在晶体管T2a和T2b的截止状态下降低晶体管T2a和T2b的漏极-源极电压Vds，漏电流不会流入晶体管T2a和T2b。因此，Q节点的放电路径被阻断。另一方面，当晶体管T2a和T2b的栅极-源极电压大于阈值电压时，晶体管T2a和T2b接通。因此，在Q节点和VSS1端子之间形成放电路径，从而Q节点被放电。
放电阻断电路DBC包括第一放电控制开关TS1、第二放电控制开关TSN和第三放电控制开关TS。放电控制开关TS1、TSN和TS被实现为TFT。
第一放电控制开关TS1在第一晶体管T1接通时同时接通，并对DB节点进行充电。由于第一放电控制开关TS1，在Q节点被充电时同时DB节点被充电。第一放电控制开关TS1响应于通过开始信号输入端子输入的开始信号VST(如图所示)或来自前一级的进位信号向DB节点提供高电位电压VDD，从而将DB节点充电至栅极高电压VGH。第一放电控制开关TS1包括连接至开始信号输入端子的栅极、连接至VDD端子的漏极和连接至DB节点的源极。
第二放电控制开关TSN在晶体管T2a接通时同时接通，并对DB节点进行放电。由于第二放电控制开关TSN，DB节点在Q节点被放电时同时被放电。第二放电控制开关TSN响应于通过VNEXT端子输入的下一级的进位信号VNEXT使DB节点放电。第二放电控制开关TSN包括连接至VNEXT端子的栅极、连接至DB节点的漏极和连接至VSS1端子的源极。
第三放电控制开关TS在晶体管T2b接通时同时接通，并对DB节点进行放电。由于第三放电控制开关TS，在QB节点的充电期间，DB节点被放电。第三放电控制开关TS包括连接至QB节点的栅极、连接至DB节点的漏极和连接至VSS1端子的源极。
图10A和图10B示出了每个预定量的时间将触摸感测周期和显示周期移位的示例。图11示出了以在其之间插入有触摸感测周期的方式来被时分驱动的块之间的边界由于触摸感测周期和显示周期的移位而被移位的示例。
参照图10A和图10B，根据本实施方式的显示装置可以每隔预定量的时间在触摸感测周期Tt1和Tt2之后使触摸感测周期Tt1和Tt2以及显示周期Td2和Td3分别移位。图10A和图10B以及图11借助于示例示出了预定量的时间是一个帧周期。然而，实施方式不限于此。可以根据上拉晶体管的应力的分布效应、驱动显示装置的方法、显示装置的应用模型等对触摸感测周期Tt1和Tt2以及显示周期Td2和Td3进行各种修改。
在图10A的示例中，触摸感测周期Tt1和Tt2在第二帧周期FR2中比在第一帧周期FR1中在屏幕上更多地向下移位，并且在第三帧周期FR3中返回到原始位置。在图10B的示例中，触摸感测周期Tt1和Tt2在第二帧周期FR2中比在第一帧周期FR1中在屏幕上更多地向下移位，并且在第三帧周期FR3中比在第二帧周期FR2中在屏幕上更多地向下移位。使触摸感测周期Tt1和Tt2以及显示周期Td2和Td3移位的方法不限于图10A和图10B，而是可以使用各种方法。
当触摸感测周期Tt1和Tt2以及显示周期Td2和Td3被移位时，屏幕的块B1和B2之间的边界被移位，它们以在其之间插入有触摸感测周期Tt1和Tt2的方式来被时分驱动。当每个帧周期使块B1和B2之间的边界移位时，用户难以识别块B1和B2之间的线暗淡现象。在图11中，FR1至FR9是帧周期数。
栅极驱动器104的移位寄存器在显示周期期间依次输出栅极脉冲。移位寄存器在触摸感测周期Tt1中暂时停止输出，然后在下一个显示周期重新开始时再次输出栅极脉冲。在在触摸感测周期Tt1之前和之后输出栅极脉冲的两个级的每个级中，Q节点被浮置于充电状态，并且Q节点的电压被保持利用栅极高电压VGH进行充电。结果，连接至在触摸感测周期Tt1之前和之后输出栅极脉冲的级的Q节点的上拉晶体管的DC栅极偏置应力增大。
如图12A和图12B所示，根据实施方式的显示装置通过每隔预定量的时间使触摸感测周期Tt1和Tt2以及显示周期Td2和Td3移位来将上拉晶体管的DC栅极偏置应力分配给多个级。
图12A和图12B是示出了当触摸感测周期和显示周期被移位时移位寄存器的Q节点的电压的波形图。在图12A和图12B中，S(1)至S(10)是移位寄存器的级号，Vgout1至Vgout10是从各个级依次输出的栅极脉冲，“CAR”是进位信号。
输出显示周期的最后一个栅极脉冲的第(N-1)级的Q节点在触摸感测周期期间保持充电状态，其中，N为正整数。此外，输出在触摸感测周期之后的下一个显示周期的第一个栅极脉冲的第N级的Q节点在触摸感测周期期间保持充电状态。如图12A和图12B所示，第(N-1)级和第N级每隔预定量的时间例如每个帧周期变成其他级。
参照图12A，在第一帧周期FR1中，在第六级S(6)的输出时序和第七级S(7)的输出时序之间存在触摸感测周期Tt1。在这种情况下，由于来自下一级的进位信号在触摸感测周期Tt1期间没有通过VNEXT端子被输入至第六级S(6)，所以第六级S(6)的Q节点浮置，不被放电，并保持在以栅极高电压VGH充电的状态。在触摸感测周期Tt1开始之前，由于来自前一第六级S(6)的进位信号，第七级S(7)的Q节点被预充电。在触摸感测周期Tt1期间，第七级S(7)的Q节点浮置并保持在以栅极高电压VGH充电的状态。因此，在第一帧周期FR1中，由于触摸感测周期Tt1，施加于第六级S(6)和第七级S(7)的上拉晶体管的DC栅极偏置应力增大。另一方面，由于Q节点的相对较短的充电周期，其他级S(1)至S(5)和S(8)至S(10)的上拉晶体管的应力比第六级S(6)和第七级S(7)的应力较小。
为了分配位于移位寄存器的特定通道处的级S(6)和S(7)的应力，触摸感测周期Tt1和触摸感测周期Tt1之后的显示周期在第二帧周期FR2中被移位。
参照图12B，在第二帧周期FR2中，在第八级S(8)的输出时序和第九级S(9)的输出时序之间存在触摸感测周期Tt1。在这种情况下，第八级S(8)和第九级S(9)的Q个节点在触摸感测周期Tt1期间保持在以栅极高电压VGH充电的状态。因此，在第二帧周期FR2中，由于触摸感测周期Tt1，施加于第八级S(8)和第九级S(9)的上拉晶体管的DC栅极偏置应力增大。另一方面，由于Q节点的相对较短的充电周期，其他级S(1)至S(7)和S(10)的上拉晶体管的应力比第八级S(8)和第九级S(9)的应力较小。因此，根据实施方式的显示装置将触摸感测周期Tt1和触摸感测周期Tt1之后的显示周期移位，从而将栅极驱动器104的移位寄存器的上拉晶体管的应力分配给多个级。因此，根据实施方式的显示装置可以提高移位寄存器的可靠性。当触摸感测周期Tt1从占空比的角度移位时，连接至在触摸感测周期期间充电的Q节点的上拉晶体管的占空比减小。因此，上拉晶体管的DC栅极偏置应力减小。
如图13所示，当上拉晶体管之间的应力存在很大变化时，在显示周期中生成的栅极脉冲与在触摸感测周期中生成的栅极脉冲之间的延迟时间差增大。实施方式可以通过减小上拉晶体管的应力并减小在显示周期中生成的栅极脉冲与在触摸感测周期中生成的栅极脉冲之间的延迟时间差使整个屏幕的像素的电荷量均匀化。结果，实施方式能够防止在块之间的边界处看到线暗淡，块以在其之间插入有触摸感测周期的方式来被时分驱动。
图14是示出了限定显示周期和触摸感测周期的同步信号以及当改变该同步信号时移位寄存器的Q节点的电压的变化的波形图。在图14中，Vq6至Vq9是移位寄存器的第六级S(6)至第九级S(9)的Q个节点的电压。
参照图14，根据实施方式的显示装置可以每个帧周期改变同步信号Tsync的脉冲时序。同步信号Tsync的高电平电压周期可以被限定为显示周期，而同步信号Tsync的低电平电压周期可以被限定为触摸感测周期，反之亦然。每隔预定量的时间例如每个帧周期改变同步信号Tsync的脉冲的边缘时序，该边缘时序指示显示周期和触摸感测周期之间的边界。因此，由于同步信号Tsync，每个帧周期将触摸感测周期Tt1和Tt2以及触摸感测周期Tt1和Tt2之后的显示周期移位。结果，其Q节点在触摸感测周期Tt1和Tt2期间被充电的级的位置被改变。
根据实施方式的显示装置可以分别在空闲模式和活动模式下操作。当在预定量的时间内输入输入图像或者在预定量的基准时间内检测到触摸输入时，根据实施方式的显示装置操作在活动模式下。因此，根据实施方式的显示装置以正常操作帧速率显示数据，并且通过增加在一个帧周期中感测到的触摸输入的数量以高触摸报告速率将触摸输入的坐标发送至主机系统。
另一方面，当在预定量的时间内没有输入输入图像并且在预定量的参考时间内没有检测到触摸输入时，根据本实施方式的显示装置操作在空闲模式下。因此，根据实施方式的显示装置通过减少在一个帧周期中感测到的触摸输入的数量来降低帧速率，并且以低触摸报告速率将触摸输入的坐标发送至主机系统。
如图15所示，根据实施方式的显示装置通过在空闲模式和活动模式下不同地改变同步信号Tsync的周期将施加于移位寄存器的上拉晶体管的应力分配给多个级。同步信号Tsync的周期Tsync(活动)在活动模式下缩短，但同步信号Tsync的周期Tsync(空闲)在空闲模式下延长。当同步信号Tsync的周期缩短时，一个帧周期中的触摸感测周期的数量增加。因此，所感测到的触摸输入的数量增加，并且触摸报告速率增大。如上所述，可以在活动模式下不同地改变触摸感测周期和显示周期的时序。
当同步信号Tsync的周期改变时，显示周期和触摸感测周期之间的边界改变。因此，当同步信号Tsync的周期根据显示装置的操作模式改变时，上拉晶体管的应力被分配给多个级，而不集中在位于移位寄存器的特定通道处的级上。
触摸感测单元110可以基于触摸传感器的电容的变化在笔触摸模式和手指触摸模式下不同地操作并且感测触摸输入。当用户用他/她的手指触摸触摸传感器时，由于手指触摸的触摸区域较大，所以手指触摸下的触摸传感器的电容的变化大于笔触摸下的电容的变化。触摸感测单元110可以在垂直消隐间隔VB期间在手指触摸模式下操作。在这种情况下，如图16所示，在手指触摸模式下，在垂直消隐间隔VB中存在限定触摸感测周期的同步信号Tsync的周期。
由于在垂直消隐间隔VB中没有输入图像数据，因此可以将垂直消隐间隔VB用作触摸感测周期而不具有显示周期。因此，由于在手指触摸模式下没有移位寄存器的输出，所以不存在移位寄存器的应力。
触摸感测单元110可以在输入图像数据被输入至显示装置的垂直活动周期AT期间在笔触摸模式下操作，并且感测触摸输入。在笔触摸模式下，可以以如上述实施方式中的各种方法改变同步信号Tsync，并且可以在时间轴上将触摸感测周期和显示周期移位。在垂直活动期间AT中，每隔预定量的时间改变触摸感测周期和在触摸感测周期之后的显示期间。
下面参照图17描述垂直消隐间隔VB。图17示出了视频电子标准协会(VESA)标准的显示时序。
参照图17，垂直同步信号Vsync限定一个帧周期，并且水平同步信号Hsync限定一个水平周期。数据使能信号DE限定有效的数据周期。数据使能信号DE与要显示在显示面板100的像素阵列上的有效数据同步。数据使能信号DE的一个脉冲周期是一个水平周期，并且数据使能信号DE的高逻辑周期表示输入一条线的数据的时序。一个水平周期是将数据写入显示面板100的一条线上的像素所需的时间。
一个帧周期被划分成一个垂直有效周期AT和一个垂直消隐间隔VB。数据使能信号DE和输入图像的有效数据在垂直有效期AT期间被输入，而不在垂直消隐间隔VB中被输入。垂直有效周期AT是将与一帧对应的数据写入在其上显示图像的显示面板100的像素阵列的所有像素所需的时间。
从数据使能信号DE可以看到，在垂直消隐间隔VB期间，在显示装置上没有接收到输入数据。垂直消隐间隔VB包括垂直同步时间VS、垂直前沿FP和垂直后沿BP。垂直同步时间VS是从垂直同步信号Vsync的下降沿到上升沿的时间，并且指示一个屏幕的开始时序(或结束时序)。垂直前沿FP是指示一帧数据的最后一行数据时序的数据使能信号DE的最后一个脉冲的下降沿到垂直消隐间隔VB的起点的时间。垂直后沿BP是从垂直消隐间隔VB的结束到表示一帧数据的第一行数据时序的数据使能信号DE的第一脉冲的上升沿的时间。
如上所述，实施方式每隔预定量的时间改变触摸感测周期和显示周期，并将输出栅极脉冲的栅极驱动器的移位寄存器的上拉晶体管的应力分配给多个级。因此，实施方式能够提高栅极驱动器的可靠性并增加栅极驱动器的寿命。结果，实施方式能够通过防止图像质量降低(例如，线暗淡)来提高应用了单元内触摸传感器技术的显示装置的图像质量。
虽然已经参照其多个说明性实施方式描述了实施方式，但是应当理解，本领域技术人员可以设计出很多其他修改和实施方式，这些修改和实施方式将落入本公开内容的原理的范围内。更具体地，在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内，在主题组合布置的组成部分和/或布置中各种变化和修改是可能的。除了部件部分和/或布置中的变化和修改之外，替代用途对于本领域技术人员也是显见的。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板被划分成多个块，每个块包括多行像素，并且被配置成以在两个显示周期之间插入有触摸感测周期的时分方式来被驱动，所述两个显示周期对应于所述多个块中的两个相邻块的显示周期；
显示驱动电路；以及
触摸感测电路，所述触摸感测电路被配置成接收用于使所述显示驱动电路与所述触摸感测电路同步的同步信号，
其中，所述显示装置被配置成每隔预定时间段改变所述同步信号以使插入于所述两个显示周期之间的所述触摸感测周期移位，
其中，所述显示驱动电路包括被配置成根据移位时钟使栅极脉冲移位并将所述栅极脉冲依次提供给栅极线的移位寄存器，所述移位寄存器包括多个级，
其中，所述移位寄存器的每个级包括被配置成对增大所述栅极脉冲的电压的上拉晶体管进行控制的Q节点，
其中，输出第一显示周期的最后一个栅极脉冲的第(N-1)级的Q节点在所述触摸感测周期期间保持充电状态，其中N是正整数，
其中，输出第二显示周期的第一栅极脉冲的第N级的Q节点在所述触摸感测周期期间保持充电状态，并且
其中，所述第(N-1)级和所述第N级每隔预定时间段改变为另一对的级。
2.根据权利要求1所述的显示装置，还包括被配置成生成所述同步信号并将所述同步信号提供给所述触摸感测电路的时序控制器。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述预定时间段是一个帧周期。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，每个帧周期包括插入于两个显示周期之间的触摸感测周期，在第一帧周期之后的第二帧周期的所述触摸感测周期的起点被移位至与所述第一帧周期中的所述触摸感测周期的起点相比较迟的时间点；以及
在所述第二帧周期之后的第三帧周期的所述触摸感测周期的起点对应于所述第一帧周期中的所述触摸感测周期的起点。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中，每个帧周期包括插入于两个显示周期之间的触摸感测周期，在第一帧周期之后的第二帧周期的所述触摸感测周期的起点被移位至与所述第一帧周期中的所述触摸感测周期的起点相比较迟的时间点；以及
在所述第二帧周期之后的第三帧周期的所述触摸感测周期的起点被移位至与所述第二帧周期中的所述触摸感测周期的起点相比较迟的时间点。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述移位寄存器的每个级还包括被配置成控制下拉晶体管的QB节点、以及被配置成控制所述Q节点和所述QB节点的充电和放电的控制器。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，每个级被配置成：响应于被输入至所述级的开始信号输入端子的开始信号或者从前一级接收到的进位信号而对所述Q节点进行预充电，并且当移位时钟被输入时将所述级的输出端子的电压增大至栅极高电压，从而开始输出所述栅极脉冲。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，作为所述同步信号的改变的结果，如下级的位置每隔预定时间段而改变：所述级的所述Q节点在所述触摸感测周期期间被充电。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，每个级包括放电阻断电路，所述放电阻断电路被配置成：在所述Q节点的充电周期期间对位于所述Q节点的放电路径中的放电阻断节点进行充电以阻断所述Q节点的放电路径，并且在所述Q节点的放电周期期间对所述放电阻断节点进行放电以形成所述Q节点的放电路径。
10.一种驱动显示装置的方法，所述显示装置包括显示面板、显示驱动电路和触摸感测电路，所述显示面板被划分成多个块，每个块包括多行像素，所述方法包括：
以在两个显示周期之间插入有触摸感测周期的时分方式来驱动所述多个块，所述两个显示周期对应于所述多个块中的两个相邻块的显示周期；
由所述触摸感测电路接收用于使所述显示驱动电路与所述触摸感测电路同步的同步信号；以及
每隔预定时间段改变所述同步信号以使插入于所述两个显示周期之间的所述触摸感测周期移位，
其中，所述显示驱动电路包括被配置成根据移位时钟使栅极脉冲移位并将所述栅极脉冲依次提供给栅极线的移位寄存器，所述移位寄存器包括多个级，
其中，所述移位寄存器的每个级包括被配置成对增大所述栅极脉冲的电压的上拉晶体管进行控制的Q节点，
其中，输出第一显示周期的最后一个栅极脉冲的第(N-1)级的Q节点在所述触摸感测周期期间保持充电状态，其中N是正整数，
其中，输出第二显示周期的第一栅极脉冲的第N级的Q节点在所述触摸感测周期期间保持充电状态，并且
其中，所述第(N-1)级和所述第N级每隔预定时间段改变为另一对的级。
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